Биологическая мембрана

Литература основная

Физиология человека
Под редакцией
В.М.Покровского,
Г.Ф.Коротько
Медицина, 2003 (2007) г.
С. 39

Литература основная

Физиология человека
В двух томах . Том I.
Под редакцией
В. М.

Вопрос 1

Понятие «биомембрана»

МЕМБРА́НА, -ы, ж. от лат. membrana — кожица, перепонка.

Биомембрана -

морфо-функциональное образование, отграничивающее содержимое клетки живых организмов от внешней для

Биомембрана

ввел понятие Дж. Робертсон в 1963 г.

Понятие «элементарная биологическая мембрана»

Принцип построения всех биологических мембран одинаков, независимо от

Биологическая мембрана

Структура, имеющая общий план строения – бислой фосфолипидов и включённые

Вопрос 2

Эволюция представлений о биомембране

Роберт Гук (Robert Hooke; Роберт Хук, 18 июля 1635, остров Уайт

Первое изображение живых клеток: рисунок из «Микрографии» Гука (1665)

1855 год. К. фон Негели обнаружил, что неповрежденные клетки изменяют свой объем при

Карл Вильгельм фон Негели
нем. Carl Wilhelm von Nageli;
1817—1891
Выдающийся ботаник

Вильгельм Пфеффер

нем. Wilhelm Friedrich Philipp Pfeffer
1845 — 1920
немецкий химик, ботаник,

Вопрос 3

Жидкостно-мозаичная концептуальная модель биомембраны
Сингера-Николсона
(1972 г.)

«Бутербродная» модель биомембраны

Изображение элементов биомембраны

Изображение элементов биомембраны

Изображение элементов биомембраны

E-пространства (Exstracellular Space), P-пространство (Protoplasm, цитозоль); Ef – Е‑поверхность

Вопрос 4

Предметные модели биомембраны

Предметные модели биомембраны

Подробнее – Учебник том I, С.28-34.

Предметные модели биологических мембран

Физические
Плоские
Сферические (липосомы)
Биологические
«тени» эритроцитов
Гигантский аксон кальмара

Плоская бислойная липидная мембрана по P.Mueller (1962)

Липосома

Не путайте липосому с мицеллой!!!

Вопрос 5

Мембранные липиды

Мембранные липиды

Фосфолипиды
Сфинголипиды
Стероиды

Вопрос 6

Мембранные белки

Топологическая классификация мембранных белков
1. монотопические
2, 3 -политопические

Различные категории монотопических белков.

1 – белки, связанные с интегральными белками (сукцинатдегидрогеназа);

Биохимическая классификация

По биохимической классификации мембранные белки делятся на
интегральные и
периферические.

Интегральные мембранные белки

прочно встроены в мембрану и могут быть извлечены из

Периферические мембранные белки

являются монотопическими белками.
Они либо связаны слабыми связями с

Транспорт веществ через мембрану: общие вопросы

Вопрос 7

Характеризуя тот или иной вид транспорта мы должны выяснить три основных

В зависимости от характера ответов выделяют следующие виды транспорта:

с изменением архитектоники

Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны

Вопрос 8

НАПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТА

ЭНДОЦИТОЗ
ЭКЗОЦИТОЗ
ТРАНСЦИТОЗ

Формы опустошения везикул и освобождение медиатора

а - типичный экзоцитоз («kiss and

Опустошение везикул и освобождение медиатора в зависимости от концентрации кальция

Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны

Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны

Пассивный транспорт веществ через мембрану

Вопрос 9

Пассивный транспорт веществ через мембрану

Осуществляется по градиенту концентрации без затраты энергии

Пассивный транспорт веществ через мембрану

Напомним, диффузия (diffusio лат. – разлитие) —

Простая диффузия

Простую диффузию описывает закон Фика

где dm/dt – плотность потока вещества,
-D

Различают облегчённую диффузию с подвижным и с фиксированным переносчиком

Кинетика облегченной диффузии подчиняется правилу Михаэлиса-Ментен

ТРАНСПОРТ
пассивный – диффузия, по градиенту
активный – с переносчиком против градиента
облегченная диффузия

Активный транспорт веществ через мембрану

Вопрос 10

Активный транспорт ионов через мембрану

Сопряжённый транспорт веществ через мембрану

Вопрос 11

Виды котранспорта

Пассивный
Активный (первично)
Вторичноактивный
Третичноактивный, …

Вопрос 12

Функции биомембраны

Вопрос 13

Сигнальная система G-белка в биологической мембране

Лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине 1994 года.

Альфред Гилман
(Alfred

Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок - фермент - вторичный посредник -

Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок - фермент - вторичный посредник -

Структура G-белка

Альфа-субъединица изображена с полостью, символизирующей сайт связывания ГДФ или ГТФ

Цикл активации G-белка под действием G-белок-связанного рецептора

Влияние бета-гамма-субъединиц G‑белка  на ионные каналы

Влияние бета-гамма-субъединиц G‑белка  на ионные каналы

Ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецептором, что приводит к диссоциации G-белка, его β

Ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецептором, что приводит к диссоциации G-белка, его β

Прямое ингибирование Са-канала субъединицами G-белка

Активация предсинаптических адренорецепторов (ауторецепторов) приводит к диссоциации

Прямое ингибирование Са-канала субъединицами G-белка

Модуляция потенциал-зависимых кальциевых каналов норадреналином

НА + β-адренорецептор → G-белок→α субъединица →

Регуляция экспрессии белков путем активации метаботропных рецепторов